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酒精是食品和化工产品的基础原料，在我国食品、化工、医药等行业都发挥着重要作用。目前酒精生产过程主要由发酵制取粗酒精和酒精蒸馏两大系统组成。在酒精生产过程中，蒸馏系统所消耗能量占总能耗的60％～70％，由此可见，酒精生产过程的能耗成本大部分消耗在蒸馏部分。因此优化酒精生产过程尤其是酒精蒸馏过程的工艺条件和蒸馏系统的换热网络，以降低蒸馏系统的能耗，已成为降低酒精工业生产成本、提高企业经济效益的重要途径。
本文针对酒精蒸馏工艺的特点，建立了适用于蒸馏过程的热力学模型，利用流程模拟软件PRO//Ⅱ中的参数回归模块，对各热力学模型的参数进行了求解；利用所建立的热力学模型对酒精五塔差压蒸馏工艺各个蒸馏塔进行计算，并将模型计算数据与工业数据进行误差分析，确定了适于各塔的热力学模型；利用确定的热力学模型对酒精五塔蒸馏系统进行模拟，以验证热力学模型及其参数的适用性及准确度，并得到各塔具体物流组成和物性数据，为酒精蒸馏系统换热网络优化分析提供了基础数据；并对酒精五塔差压蒸馏系统的换热网络进行夹点分析，确定了最佳夹点温差，使整个酒精蒸馏工艺与能量系统全局最优。本论文的主要研究内容及结论如下：
1.本研究建立了适用于酒精五塔差压蒸馏系统的热力学模型，确定了各模型的二元交互作用参数。论文以流程模拟软件PRO//Ⅱ为工具，选择适宜的热力学模型形式，针对酒精五塔差压蒸馏系统的特性(各塔温度、压力均不相同，单塔内温差、压差大，且属于典型非理想极性体系)，利用PRO//Ⅱ软件对蒸馏系统的气液平衡数据进行了关联，得到酒精差压蒸馏系统九个主要组分(乙醇、水、甲醇、正丙醇、异丁醇、异戊醇、乙醛、乙酸乙酯、乙酸)间的二元交互作用参数，建立了适用于酒精蒸馏体系的热力学模型—Wilson模型、NRTL模型、UNIQUAC模型，修正和丰富了PRO//Ⅱ物性数据库。
2.针对酒精蒸馏五塔差压工艺，采用PRO//Ⅱ软件中的精馏、冷凝、换热等模块，利用所建立的Wilson、NRTL、UNIQUAC三个活度系数模型对酒精蒸馏系统各个蒸馏塔进行了计算，将计算结果与工业数据进行比较，根据误差确定了适用于酒精蒸馏系统的醪塔、精馏塔、脱甲醇塔等塔模拟计算的最佳热力学模型—NRTL模型。
3.以所建立的NRTL模型为热力学基础，对酒精蒸馏五塔差压蒸馏工艺进行模拟。各塔主要工艺物流中关键组分模拟数据与工业数据的误差在0～10％内。误差表明：蒸馏系统中将本研究建立的热力学模型用于酒精五塔蒸馏工艺的模拟是可行的。
4.针对酒精五塔差压蒸馏系统，对其各塔冷、热物流进行了分析，将系统工艺物流分为10个冷物流、21个热物流；以五塔蒸馏模拟数据为基础，选取五个传热温差△Tmin(7℃、8℃、9℃、10℃、11℃)，采用问题表格法对酒精五塔差压蒸馏系统换热网络进行夹点分析，得到各温差下的夹点温度，并对五个传热温差的公用工程量进行比较，确定了最佳传热温差8℃。结果表明：当传热温差△Tmin为8℃时，夹点处冷、热物流温度分别为94.4℃与102.4℃，夹点平均温度为98.4℃，该温差下系统所需公用工程量为16391.84 kW，系统总能耗最低。
5.以所确定的夹点温差8℃及该温差下的公用工程量为基础，对酒精五塔差压蒸馏工艺进行了优化研究。优化结果表明：对于年产30万吨的五塔酒精蒸馏系统，由原蒸馏系统能耗683600吨/每年降为538272吨/年，节省能耗约21.3％。
本论文的创新之处主要体现在：改变了以往酒精热力学模型研究与酒精蒸馏系统相互割裂的研究方式，首次提出将热力学方法与酒精蒸馏工艺系统集成研究的思路，建立了适于酒精差压蒸馏系统的热力学模型；首次提出采用多物流、多塔体系共同研究的策略，改变了以往孤立研究单塔工艺模拟的方式，在研究单塔模拟时考虑与其它塔系工艺条件的匹配与协调；首次提出利用夹点技术研究酒精蒸馏系统能量换热网络，使酒精蒸馏能量系统达到到优化。